(57)【要約】【課題】マルチビュー動作モードと、最大解像度の単一画像を表示する広角の単一ビューモードとを有するディスプレイを提供する。【解決手段】ディスプレイは、マルチビューモードでは空間多重化された画像を表示し、単一ビューモードでは最大解像度の単一画像を表示する透過型の空間光変調器（２）を備える。空間光変調器２は、第１の偏光の光を通す入力偏光子２０を有している。バックライト（２２〜２８）は、平行なストリップ形状を持つ交互に並ぶ第１の領域２７および第２の領域を持つ光出力表面（２６）を有している。上記バックライトは、マルチビューモードと単一ビューモードとを電気的に切り替え可能である。マルチビューモードでは、第１の領域２８のみが、第１の偏光を含む光を発する。単一ビューモードでは、領域２７，２８の両方が、第１の偏光を含む光を発する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチビューの第１動作モードおよび単一ビューの第２動作モードを有するディスプレイであって、
上記第１動作モードでは、異なる複数の可視領域内でそれぞれ見える複数の空間多重化された画像を表示し、上記第２動作モードでは、より大きな単一の可視領域内で見える単一の画像を表示するように構成された透過型の空間光変調器であって、第１の偏光の光を通すように構成された入力偏光子を有する空間光変調器と、
複数の第２の領域を挟んで間隔を空けて配置された複数の第１の領域を含む光出力表面を有し、かつ、上記複数の第１の領域のみが上記第１の偏光を含む光を発する上記第１動作モードと、上記複数の第１の領域および上記複数の第２の領域の両方が上記第１の偏光を含む光を発する第２動作モードとを電気的に切り替え可能なバックライトとを備えるディスプレイ。
【請求項２】
上記光出力表面が、パターン化移相子を備え、上記複数の第１の領域および上記複数の第２の領域が、λ／２（λは可視光の波長）の位相差を与えるように構成されている請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項３】
上記バックライトが、上記光出力表面の裏側に配置された導光体、該導光体内へ偏光を供給するように構成された第１の光源、および上記導光体へ無偏光を供給するように構成された第２の光源を備える請求項２に記載のディスプレイ。
【請求項４】
上記第１の偏光が、直線偏光であり、上記バックライトが、導光体と、上記第１の偏光に対してそれぞれ＋４５°および−４５°の方向に向けられた互いに直交する第２および第３の直線偏光を上記導光体内へ供給するように構成された第１および第２の光源とを備えている請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項５】
上記第１の領域が、上記第２の直線偏光のみについて上記導光体に対して屈折率調整されており、上記第２の領域が、上記第３の直線偏光のみについて上記導光体に対して屈折率調整されている請求項４に記載のディスプレイ。
【請求項６】
上記光出力表面が、液晶デバイスを備え、上記複数の第２の領域が、上記第１動作モードおよび第２動作モードのそれぞれのための遮光モードおよび透光モードの間で切り替え可能である請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項７】
マルチビューディスプレイであって、
複数の画素を含み、Ｎ個（Ｎは１より大きい整数）の時間フレームからなる周期的に繰り返すセットの各時間フレームにおいてＮ個の空間多重化された複数の画像を同時に表示することで、各セットの異なる時間フレームにおいて各画素が上記複数の画像のうち異なる画像の画像画素を表示するように構成されている空間光変調器と、
上記空間光変調器と協働して、上記時間フレーム全ての間にｎ個の画像の各々をそれぞれＮ個の可視領域のうちの同じ１つの可視領域内で見えるようにする光学視差素子とを備えるディスプレイ。
【請求項８】
上記視差光学素子が、各セットのＮ個のフレーム間で位置が異なる複数の視差素子を含む請求項７に記載のディスプレイ。
【請求項９】
上記視差光学素子が、視差バリアを含む請求項８に記載のディスプレイ。
【請求項１０】
Ｎが、２に等しい請求項７〜９の何れか１項に記載のディスプレイ。
【請求項１１】
Ｎが、２に等しく、
上記視差バリアが、切替可能な半波長板と、パターン化移相子とを備える請求項９に記載のディスプレイ。
【請求項１２】
上記パターン化移相子が、パターン化半波長板である請求項１１に記載のディスプレイ。
【請求項１３】
上記パターン化半波長板が、基準方向に対して＋２２．５°および−２２．５°の方向に向けられた光軸をそれぞれ有する複数の第１の領域および複数の第２の領域を含み、上記切替可能な半波長板が、＋４５°と−４５°との間で切り替え可能な出力偏光を有しており、上記視差バリアが、４５°の透過軸を有する偏光子を含み、上記切替可能な半波長板およびパターン化半波長板が、上記偏光子と、９０°の透過軸を有する他の偏光子との間に配置されている請求項１２に記載のディスプレイ。
【請求項１４】
上記空間光変調器が、液晶デバイスである請求項１ないし１３のいずれか１項に記載のディスプレイ。
【請求項１５】
マルチビューの第１動作モードおよび単一ビューの第２動作モードを有するディスプレイであって、
複数の画素およびバックライトを含む透過型の空間光変調器を備え、
上記空間光変調器が、第１動作モードでは、Ｎ個（Ｎは１より大きい整数）の時間フレームからなる周期的に繰り返すセットの各時間フレームにおいてＮ個の空間多重化された画像を同時に表示することで、各セットの異なる時間フレームにおいて各画素が上記複数の画像のうち異なる画像の画像画素を表示し、上記第２動作モードでは、より大きな単一の可視領域内で見える単一の画像を表示するように構成されており、上記バックライトが、該バックライトが上記空間光変調器と協働して上記時間フレーム全ての間にｎ個の画像の各々をそれぞれＮ個の可視領域のうちの同じ１つの可視領域内で見えるようにする上記第１動作モードと、上記第２動作モードとの間で切り替え可能であるディスプレイ。
【請求項１６】
上記空間光変調器が、上記第２動作モードにおいて上記空間光変調器の画素すべてによって単一の画像を表示するように構成されている請求項１５に記載のディスプレイ。
【請求項１７】
上記バックライトが、平行な複数の光出力ストリップを含む請求項１５に記載のディスプレイ。
【請求項１８】
上記複数の光出力ストリップのうちで互いに隣り合う光出力ストリップの対が各々、互いに連続している請求項１７に記載のディスプレイ。
【請求項１９】
上記複数の光出力ストリップが、各画素列の下にあるＭ個（Ｍは１より大きい整数）の光出力ストリップからなる複数グループとして構成されている請求項１７に記載のディスプレイ。
【請求項２０】
Ｍが（Ｎ＋１）に等しく、上記第２のモードでは、上記複数の光出力ストリップの全てが光を発し、上記第１のモードでは、各グループを構成する複数の光出力ストリップのうちのＮ個の各々が各セットを構成するＮ個の時間フレームの１つにおいてそれぞれ光を発する請求項１９に記載のディスプレイ。
【請求項２１】
上記複数の光出力ストリップのピッチが、上記画素列のピッチの整数倍に実質的に等しい請求項１７に記載のディスプレイ。
【請求項２２】
上記複数の光出力ストリップが、複数の発光ストリップである請求項１７に記載のディスプレイ。
【請求項２３】
上記空間光変調器が、第１の偏光の光を通すように構成された入力偏光子を有し、
上記バックライトが、Ｎ個の第２の領域を挟んで間隔を空けて配置された複数の第１の領域を含む光出力表面を有しており、かつ、Ｎ個の時間フレームからなる繰り返しサイクルのうちのｉ番目の時間フレームの各々においてｉ番目の第２の領域のみが上記第１の偏光を含む光を発する上記第１動作モードと、上記複数の第１の領域および上記複数の第２の領域の両方が上記第１の偏光を含む光を発する第２動作モードとの間で電気的に切り替え可能である請求項１５に記載のディスプレイ。
【請求項２４】
マルチビューディスプレイであって、
第１の波長範囲の光を変調するための第１の領域、および上記第１の波長範囲と重ならない第２の波長範囲の光を変調するための第２の領域を少なくとも有する透過型の空間光変調器と、
上記第１の波長範囲内の光を出力するための第１の領域、および上記第２の波長範囲内の光を出力するための第２の領域を少なくとも有するバックライトとを備え、
上記空間光変調器およびバックライトが、上記バックライトの上記第１の領域から上記ディスプレイの所定軸に沿って出力された光が上記空間光変調器の上記第１の領域に入射しないように、かつ、上記バックライトの上記第２の領域から上記ディスプレイの所定軸に沿って出力された光が上記空間光変調器の上記第２の領域上に入射しないように、構成されているディスプレイ。
【請求項２５】
マルチビューディスプレイであって、
Ｘ個（Ｘは１より大きい整数）の画素列からなる繰返しグループを複数含み、１≦ｉ≦Ｘ、１≦ｉ≦Ｘ、およびｉ≠ｊを満たす全てのｉおよびｊについて、各グループのｉ番目の画素列の各々がｉ番目の波長範囲内の光を変調するように、かつ、各ｊ番目の波長範囲内の光をほぼ遮断するように構成されている透過型の空間光変調器と、
上記画素列に対して平行に伸びるＸ個の光出力ストリップからなる繰返しグループを複数有するバックライトとを備え、各光出力ストリップが、上記ｉ番目の波長範囲内で各ｊ番目の波長範囲外である光を出力するように構成されおり、各ｉ番目の光出力ストリップの幅が、互いに隣接する画素列グループの互いに隣接するｉ番目の画素同士の間隔の幅以下であるディスプレイ。
【請求項２６】
Ｘ＝３である請求項２５に記載のディスプレイ。
【請求項２７】
上記複数の波長範囲が、赤、緑、および青の波長範囲を含む請求項２６に記載のディスプレイ。
【請求項２８】
上記複数の光出力ストリップのうちで互いに隣り合う光出力ストリップの対が各々、互いに実質的に連続している請求項２５〜２７のいずれか１項に記載のディスプレイ。
【請求項２９】
上記バックライトが、カーボンナノチューブ・バックライトを含む請求項２５〜２８のいずれか１項に記載のディスプレイ。
【請求項３０】
互いに隣接するｉ番目の画素列の対の各々が、対応するｉ番目の光出力ストリップに対して左右対称に配置されている請求項２５〜２９のいずれか１項に記載のディスプレイ。
【請求項３１】
各画素列が、一列に並んだ複数の画素を含む請求項２５〜３０のいずれか１項に記載のディスプレイ。
【請求項３２】
第１の波長範囲内の光を出力するための第１の領域、および上記第１の波長範囲と重ならない第２の波長範囲内の光を出力するための第２の領域を少なくとも有し、上記第１の領域が、使用時に上記第１の波長範囲内の光を発する発光材料を含み、上記第２の領域が、使用時に上記第２の波長範囲内の光を発する発光材料を含むバックライト。
【請求項３３】
カーボンナノチューブ・バックライトを含む請求項３２に記載のバックライト。
【請求項３４】
少なくとも上記第１および第２の領域が、繰返しグループとして構成された複数の領域を含む請求項３２または３３に記載のバックライト。
【請求項３５】
上記バックライトが、導光体、該導光体内へ可視光を発するように構成された可視光源、および該導光体内へ紫外光を発するように構成された紫外光源を備え、上記導光体が、可視光に対して透明な第１の出力領域と、紫外光によって発光される発光材料を含む第２の出力領域とを交互に配置したものである請求項１５に記載のディスプレイ。
【請求項３６】
上記光学視差素子が、互いに横方向にオフセットされ、かつ、直交する複数の直線偏光に対して感応性である第１および第２の偏光感応性レンズアレイ、切替可能な半波長板、および出力直線偏光子を含む請求項７に記載のディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイに関する。例えば、そのようなディスプレイは、独立して選択可能な複数のコンテンツの画像がそれぞれ、異なる複数の可視領域（viewing region）においてのみ見える少なくとも１つのモードを持ちうる。そのようなディスプレイの適用例は、車のダッシュボードに備えられ、運転手が見ることができ、かつ、１人またはそれ以上の同乗者がいればその同乗者も見ることができるものである。
【背景技術】
【０００２】
上述したようなディスプレイは、いかなる数のビュー（可視像）でも表示でき、そのビューの数に対応するかあるいは異なる数の可視領域でそのビューを見ることを可能にするが、多くの適用では、２つのビューしか必要とされない。このタイプのディスプレイは、デュアルビューディスプレイと呼ばれている。添付図面の図１は、車のダッシュボード内に備えられた、そのようなデュアルビューディスプレイの動作を示す。例えば、上記ディスプレイは、ナビゲーション情報、例えばＧＰＳのシステムから得られた情報を運転手に提供しながら、それと同じかあるいは異なるコンテンツを同乗者に見ることを可能にする。例えば、同乗者は、ＤＶＤプレーヤーから再生された画像を見ることができる。
【０００３】
添付図面の図２は、例えば特許文献１に開示されている公知のタイプのデュアルビューディスプレイの動作を示す。視差光学素子１は、例えば視差バリアまたはレンチキュラーレンズアレイの形態であり、液晶デバイス（ＬＣＤ）などのような空間光変調器（ＳＬＭ）２と協働して、可視領域３を形成する。ＳＬＭ２は、独立して選択可能な２つのコンテンツの画像を空間インターレース方式(spatially interlaced configuration)または空間多重化形式(spatially multiplexed configuration)で表示する。また、視差光学素子１は、第１の可視領域では第１の画像を表示する画素だけが見え、第２の可視領域では第２の画像を表示する画素だけが見えるように、画素の視界（画素が見える範囲）を制御する、
添付図面の図３は、そのような公知のデュアルビューディスプレイの一例の構造を示す。ＳＬＭ２は、基板４および５を有するＬＣＤを備えており、これら基板４および５の間にＬＣＤ画素面６が配置されている。基板４、５の外部表面には、視角拡大フィルム７および偏光子８が保持されている。この例において、視差光学素子は、ＬＣＤとバックライト１０との間で配置された視差バリア１である。
視差バリア１は、基板１１および開口アレイ１２を備え、ＬＣＤ２と協働して、可視窓１３および１４を可視窓(viewing window)面１５内のそれぞれの可視領域３の最も広い部分に形成する。可視窓１３および１４の中心は各々、開口アレイ１２における、ディスプレイの法線に対する半角αに対向している。
【０００４】
可視窓１３および１４の中心が観察者の眼間隔にほぼ（nominally）等しい間隔を空けて配置されるように、可視窓１３と可視窓１４との間の半角αを設定した場合、両眼視差を与える互いに関連する複数の２Ｄ画像を空間インターレースあるいは空間多重化することによって、自動立体視３次元（３Ｄ）ディスプレイを実現できる。代わりに、複数のウィンドウ中心が典型的な観察者眼間隔よりも実質的に広い間隔を空けて配置されるように、可視窓１３および１４の中心間の半角を設定した場合、各可視領域内のユーザが各々、２Ｄ画像を見ることができ、かつ、映像内容を各々独立して選択できるようなデュアルビュー（あるいはマルチ（多数）ビュー）ディスプレイを実現できる。
【０００５】
特許文献２は、１つの時間フレーム中には１人の観察者のための１つの画像を生成し、第２の時間フレーム中には別の観察者に対して上記画像と同一かあるいは異なる画像を生成可能とする、時間スイッチングディスプレイを開示している。この先行技術の主要な実施形態を、図４に示す。
【０００６】
これと同様の時間多重化（時分割；time multiplexing）システムが、特許文献３に開示されている。
【０００７】
特許文献４は、２Ｄおよびマルチビューシステムの電気的スイッチングのためのシステムを開示している。
【０００８】
なお、非特許文献１には、残留複屈折の低減のためのナノ粒子素子（ナノ粒子ゼロ複屈折バックライト導光体（Nanoparticle Zero Birefringence Backlight Waveguide））、および両面ＬＣＤが開示されている。
【０００９】
また、特許文献５には、パターン化移相子が開示されている。
【００１０】
また、非特許文献２には、カーボンナノチューブ・バックライトが開示されている。
【００１１】
また、本願出願人は、本願の優先日の前に、新規な画素構成を備えるマルチビューディスプレイに関する英国特許出願を行っており、この出願は、本願の優先日の後に、特許文献６として公開されている。
【特許文献１】英国特許出願公開第２４０５５４２号明細書（２００５年３月２日公開）
【特許文献２】国際公開第ＷＯ２００４／０８８９９６号パンフレット(２００４年１０月１４日公開)
【特許文献３】国際公開第ＷＯ２００４／０２７４９２号パンフレット（２００４年４月１日公開）
【特許文献４】国際公開第ＷＯ０３／０１５４２４号パンフレット（２００３年２月２０日公開）
【特許文献５】欧州特許出願公開第０８２９７４４号明細書（１９９８年３月１８日公開）
【特許文献６】英国特許出願公開第２４１８３１５号明細書（２００６年３月２２日公開）  （英国特許出願番号：０４２０９４５．８）
【非特許文献１】T. Taguchi, K. Nakamura, K. Tsuda, Y. Itoh, N. Kimura（シャープ株式会社）、国際ディスプレイ・ワークショップ２００４（International Displays Workshop 2004）予稿集、論文ＬＣＴ４−３、「１枚のＬＣパネルおよび１つの照明システムを有する両面ＴＦＴ−ＬＣＤ（Double-Faced TFT-LCD Having One LC Panel and one Lighting System）」
【非特許文献２】Norman Bardsley、“Optical Films and Illumination Sources for LCDs”、［online］、２００５年４月７日、DisplaySearch、インターネット＜URL：http://www.sid.org/chapters/uki/displaysearch.pdf＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１のようなタイプの空間多重化ディスプレイにおいて、任意の１つの可視領域から見ることができる画素数は、視差バリア１によって生成される主要な可視領域の数に反比例する。そのようなディスプレイが自動立体視３Ｄディスプレイとして使用される場合、１人の観察者が、片方の目で半数の画素を見て、もう片方の目で残り半数の画素を見ることで、ＬＣＤ２の全ての絵素（画素）を見ることになるので、この欠点は、部分的には補償される。しかしながら、デュアルビューディスプレイあるいはマルチビューディスプレイについては、各観察者は、ＬＣＤ２の基本（最大）空間解像度と比較して低下した解像度を持つ画像を見ることになる。これは、カラーアーチファクトおよびアンチエイリアスの問題によって画像劣化の問題を引き起こす可能性がある。さらに、いくつかの視差バリアおよびＳＬＭの設計については、視差バリアの空間周波数が人間の目によって解像できる最大の空間周波数より実質的に低いために、画像がさらに劣化する可能性がある。これは、「鉄格子」効果と呼ばれているものである。
【００１３】
特許文献２のようなタイプの時間多重化システムでは、個々のユーザは各々、最大解像度の表示画像を見ることができるが、表示画像は、ほぼ黒の画像と時間インターレースされる（交互に表示される）。それゆえ、有効画像リフレッシュレートは、従来のディスプレイの５０％しかない。この表示画像−黒−表示画像−黒のサイクルは、非常に目立つフリッカー効果を引き起こす可能性があり、フリッカー効果は、いくつかの自動車用途で見られる低温での液晶ディスプレイの使用において、特に目立つ。この先行技術に開示されたディスプレイは、自動立体視ディスプレイまたはデュアルビューディスプレイのいずれかに使用することができる。しかしながら、デュアルビューディスプレイの場合には、プラスチック導光体およびそれに対応するプラスチック構造からの散乱が、極めて気を散らすような画像の混合を引き起こす可能性がある。デュアルビューについては、典型的には２つの全く独立した画像が表示されるので、この問題はより顕著である。自動立体視ディスプレイの場合、特に複数の画像を小さな視差で表示する場合には、この問題はない。
【００１４】
特許文献３に開示されているシステムは、特許文献２と同様の欠点を持っている。
【００１５】
特許文献４に記述されている実施形態は、一方のモードではＮＷ（ノーマリーホワイト）またはＮＢ（ノーマリーブラック）のいずれかで動作し、他方のモードではそれと反対の動作をするディスプレイを必要とする。これは、一方のモードでの画質の低下を引き起こす。さらに、特許文献４のシステムは、液晶レンズ群に依存しており、これら液晶レンズ群は、しばしば比較的多くの散乱を発生させる。この散乱は画像混合を引き起こす可能性があり、上述したようにこの画像混合は非常に目立つ可能性がある。さらに、特許文献４に開示された実施形態は、各観察者が主要な可視領域(view zone)ではなく副次的な可視領域に位置するマルチビューシステムを記述している。このマルチビュー構成は、ディスプレイの全可視領域上においてほぼ２つの独立した主要な可視領域しか提供しない構成と比較して、ユーザの頭の位置の自由度を低下させる。運転手または同乗者にとって完全な頭の位置の自由度が必要な自動車の環境では、この頭の位置の自由度の低下は特に問題である。最後に、自動車の環境においては、ディスプレイからの画像が十分な高角度で結像されなければならず、そのような高角度結像に関係するレンズ収差が画像劣化または画像混合を引き起こす可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の第１の態様によれば、マルチビューの第１動作モードおよび単一ビュー（シングルビュー）の第２動作モードを有するディスプレイであって、上記第１動作モードでは、異なる複数の可視領域内でそれぞれ見える複数の空間多重化された画像を表示し、上記第２動作モードでは、より大きな単一の可視領域内で見える単一の画像を表示するように構成された透過型の空間光変調器であって、第１の偏光の光を通すように構成された入力偏光子を有する空間光変調器と、複数の第２の領域を挟んで間隔を空けて配置された複数の第１の領域を含む光出力表面を有し、かつ、上記複数の第１の領域のみが上記第１の偏光を含む光を発する上記第１動作モードと、上記複数の第１の領域および上記複数の第２の領域の両方が上記第１の偏光を含む光を発する第２動作モードとを電気的に切り替え可能なバックライトとを備えるディスプレイが提供される。
【００１７】
上記光出力表面が、パターン化移相子を備え、上記複数の第１の領域および上記複数の第２の領域が、λ／２（λは可視光の波長）の位相差を与えるように構成されていてもよい。上記バックライトが、上記光出力表面の裏側に配置された導光体、該導光体内へ偏光を供給するように構成された第１の光源、および上記導光体へ無偏光を供給するように構成された第２の光源を備えていてもよい。
【００１８】
上記第１の偏光が、直線偏光であり、上記バックライトが、導光体と、上記第１の偏光に対してそれぞれ＋４５°および−４５°の方向に向けられた互いに直交する第２および第３の直線偏光を上記導光体内へ供給するように構成された第１および第２の光源とを備えていてもよい。上記第１の領域が、上記第２の直線偏光のみについて上記導光体に対して屈折率調整されており、上記第２の領域が、上記第３の直線偏光のみについて上記導光体に対して屈折率調整されていてもよい。
【００１９】
上記光出力表面が、液晶デバイスを備え、上記複数の第２の領域が、上記第１動作モードおよび第２動作モードのそれぞれのための遮光モードおよび透光モードの間で切り替え可能であってもよい。
【００２０】
本発明の第２の態様によれば、マルチビューディスプレイであって、複数の画素を含み、Ｎ個（Ｎは１より大きい整数）の時間フレームからなる周期的に繰り返すセットの各時間フレームにおいてＮ個の空間多重化された複数の画像を同時に表示することで、各セットの異なる時間フレームにおいて各画素が上記複数の画像のうち異なる画像の画像画素（image pixel；画像の１画素分）を表示するように構成されている空間光変調器と、上記空間光変調器と協働して、上記時間フレーム全ての間にｎ個の画像の各々をそれぞれＮ個の可視領域のうちの同じ１つの可視領域内で見えるようにする光学視差素子とを備えるディスプレイが提供される。
【００２１】
上記第２の態様のディスプレイは、時間多重化によって、各ユーザに対するリフレッシュを行うフレーム間にほぼ全面黒の期間を導入することなしに、２Ｄ解像度の印象（画像）を生成できる（言いかえれば、上記第２の態様のディスプレイは、完全なフレーム時間多重化ではなく、空間多重化されたディスプレイの時間多重化を使用する）。前述した従来の完全なフレーム時間多重化方式における画像−黒−画像−黒のサイクルに関連して画質を劣化させる画像ちらつき（フリッカー）の問題が発生することなく、ユーザがスクリーンの最大解像度の２Ｄ画像を知覚することができる。さらに、視差バリアを持つ固定デュアルビューディスプレイと比較して、画質が向上する（「鉄格子」効果が低減される）。
【００２２】
上記視差光学素子が、各セットのＮ個のフレーム間で位置が異なる複数の視差素子（透過スリット）を含んでいてもよい。上記視差光学素子が、視差バリアを含んでいてもよい。
【００２３】
Ｎが、２に等しくてもよい。
【００２４】
上記視差バリアが、切替可能な半波長板と、パターン化移相子とを備えていてもよい。上記パターン化移相子が、パターン化半波長板であってもよい。上記パターン化半波長板が、基準方向に対して＋２２．５°および−２２．５°の方向に向けられた光軸をそれぞれ有する複数の第１の領域および複数の第２の領域を含み、上記切替可能な半波長板が、＋４５°と−４５°との間で切り替え可能な出力偏光を有しており、上記視差バリアが、４５°の透過軸を有する偏光子を含み、上記切替可能な半波長板およびパターン化半波長板が、上記偏光子と、９０°の透過軸を有する他の偏光子との間に配置されていてもよい。
【００２５】
上記空間光変調器が、液晶デバイスであってもよい。
【００２６】
上記光学視差素子が、互いに横方向にオフセットされ、かつ、直交する複数の直線偏光に対して感応性である第１および第２の偏光感応性レンズアレイ、切替可能な半波長板、および出力直線偏光子を含んでいてもよい。
【００２７】
本発明の第３の態様は、マルチビューの第１動作モードおよび単一ビューの第２動作モードを有するディスプレイであって、複数の画素およびバックライトを含む透過型の空間光変調器を備え、上記空間光変調器が、第１動作モードでは、Ｎ個（Ｎは１より大きい整数）の時間フレームからなる周期的に繰り返すセットの各時間フレームにおいてＮ個の空間多重化された画像を同時に表示することで、各セットの異なる時間フレームにおいて各画素が上記複数の画像のうち異なる画像の画像画素を表示し、上記第２動作モードでは、より大きな単一の可視領域内で見える単一の画像を表示するように構成されており、上記バックライトが、該バックライトが上記空間光変調器と協働して上記時間フレーム全ての間にｎ個の画像の各々をそれぞれＮ個の可視領域のうちの同じ１つの可視領域内で見えるようにする上記第１動作モードと、上記第２動作モードとの間で切り替え可能であるディスプレイを提供する。
【００２８】
本発明のこの態様のディスプレイは、時間多重化のない最大解像度２Ｄモード、あるいは時間多重化によって最大解像度が達成されるマルチビュー方向性表示(multiple view directional display)モードのいずれかで動作可能である。時間多重化が使用されないので、ちらつき（フリッカー）が効果的に除去・低減されることによって２Ｄモードの画質が向上する。さらに、解像度の向上および「鉄格子」効果の低減のために、マルチビュー方向性表示モードの画質が向上する。
【００２９】
上記空間光変調器が、上記第２動作モードにおいて上記空間光変調器の画素すべてによって単一の画像を表示するように構成されていてもよい。
【００３０】
上記バックライトが、平行な複数の光出力ストリップ（細片；strip）を含んでいてもよい。上記複数の光出力ストリップのうちで互いに隣り合う光出力ストリップの対が各々、互いに連続していて(contiguous)もよい。上記複数の光出力ストリップが、各画素列の下にあるＭ個（Ｍは１より大きい整数）の光出力ストリップからなる複数グループとして構成されていてもよい。Ｍが（Ｎ＋１）に等しく、上記第２のモードでは、上記複数の光出力ストリップの全てが光を発し、上記第１のモードでは、各グループを構成する複数の光出力ストリップのうちのＮ個の各々が各セットを構成するＮ個の時間フレームの１つにおいてそれぞれ光を発してもよい。
【００３１】
上記複数の光出力ストリップのピッチが、上記画素列のピッチの整数倍に実質的に等しくてもよい。
【００３２】
上記複数の光出力ストリップが、複数の発光ストリップであってもよい。
【００３３】
上記バックライトが、導光体、該導光体内へ可視光を発するように構成された可視光源、および該導光体内へ紫外光を発するように構成された紫外光源を備え、上記導光体が、可視光に対して透明な第１の出力領域と、紫外光によって発光される発光材料を含む第２の出力領域とを交互に配置(interlace)したものであってもよい。
【００３４】
上記空間光変調器が、第１の偏光の光を通すように構成された入力偏光子を有し、上記バックライトが、Ｎ個の第２の領域を挟んで間隔を空けて配置された複数の第１の領域を含む光出力表面を有しており、かつ、Ｎ個の時間フレームからなる繰り返しサイクルのうちのｉ番目の時間フレームの各々においてｉ番目の第２の領域のみが上記第１の偏光を含む光を発する上記第１動作モードと、上記複数の第１の領域および上記複数の第２の領域の両方が上記第１の偏光を含む光を発する第２動作モードとの間で電気的に切り替え可能であってもよい。
【００３５】
本発明の第４の態様は、マルチビューディスプレイであって、第１の波長範囲の光を変調するための第１の領域、および上記第１の波長範囲と重ならない第２の波長範囲の光を変調するための第２の領域を少なくとも有する透過型の空間光変調器と、上記第１の波長範囲内の光を出力するための第１の領域、および上記第２の波長範囲内の光を出力するための第２の領域を少なくとも有するバックライトとを備え、上記空間光変調器およびバックライトが、上記バックライトの上記第１の領域から上記ディスプレイの所定軸に沿って出力された光が上記空間光変調器の上記第１の領域に入射しないように、かつ、上記バックライトの上記第２の領域から上記ディスプレイの所定軸に沿って出力された光が上記空間光変調器の上記第２の領域上に入射しないように、構成されているディスプレイを提供する。
【００３６】
上記所定軸は、例えばディスプレイの表示面に対する法線軸であってもよい。上記空間光変調器およびバックライトの構成は、上記所定軸の片側に可視領域を形成する。
【００３７】
本発明のこの態様は、例えばカラーフィルタアレイを備えた液晶ＳＬＭを用いて実現できる。上記バックライトの上記複数の領域は、液晶ＳＬＭのカラーフィルタと協働してマルチビュー方向性表示を形成する。上記バックライトによってマルチビュー方向性表示のための適切な位置にのみ光が放出され、これによって輝度が増大し、画像混合を減少する。
【００３８】
本発明の第５の態様によれば、マルチビューディスプレイであって、Ｘ個（Ｘは１より大きい整数）の画素列からなる繰返しグループを複数含み、１≦ｉ≦Ｘ、１≦ｉ≦Ｘ、およびｉ≠ｊを満たす全てのｉおよびｊについて、各グループのｉ番目の画素列の各々がｉ番目の波長範囲内の光を変調するように、かつ、各ｊ番目の波長範囲内の光をほぼ遮断するように構成されている透過型の空間光変調器と、上記画素列に対して平行に伸びるＸ個の光出力ストリップからなる繰返しグループを複数有するバックライトとを備え、各光出力ストリップが、上記ｉ番目の波長範囲内で各ｊ番目の波長範囲外である光を出力するように構成されおり、各ｉ番目の光出力ストリップの幅が、互いに隣接する画素列グループの互いに隣接するｉ番目の画素同士の間隔の幅以下であるディスプレイが提供される。
【００３９】
Ｘは、３に等しくてもよい。上記複数の波長範囲が、赤、緑、および青の波長範囲を含んでいてもよい。
【００４０】
上記複数の光出力ストリップのうちで互いに隣り合う光出力ストリップの対が各々、互いに実質的に連続していてもよい。
【００４１】
上記バックライトが、カーボンナノチューブ・バックライトを含んでいてもよい。
【００４２】
互いに隣接するｉ番目の画素列の対の各々が、対応するｉ番目の光出力ストリップに対して左右対称に配置されていてもよい。
【００４３】
各画素列が、一列に並んだ複数の画素を含んでいてもよい。
【００４４】
本発明の第６の態様によれば、第１の波長範囲内の光を出力するための第１の領域、および上記第１の波長範囲と重ならない第２の波長範囲内の光を出力するための第２の領域を少なくとも有し、上記第１の領域が、使用時に上記第１の波長範囲内の光を発する発光材料を含み、上記第２の領域が、使用時に上記第２の波長範囲内の光を発する発光材料を含むバックライトが提供される。
【００４５】
上記バックライトは、カーボンナノチューブ・バックライトを含んでいてもよい。
【００４６】
少なくとも上記第１および第２の領域が、繰返しグループとして構成された複数の領域を含んでいてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
本発明を、添付の図１〜図２４を参照して、実施例に基づいてさらに説明する。なお、全ての図面において、同様の部分を同様の参照番号で参照する。
【００４８】
図５に示すディスプレイは、入力偏光子２０および出力偏光子２１を含む一般的なＬＣＤ２を備えている。ＬＣＤ２は、透過型または半透過型であり、バックライトと協働する。該バックライトは、光源２２および２３と、偏光子２４と、導光体２５と、パターン化移相子２６とを備えている。光源２２および２３は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えており、偏光子２４は、この例ではＰ偏光を透過する。導光体２５内の光源２２および偏光子２４によって供給される偏光の解消を防止または低減するために、導光体２５は、非特許文献１に記載されている残留複屈折の低減のためのナノ粒子素子を含んでいてもよい。
【００４９】
パターン化移相子２６は、Ｐ偏光に作用しないような方向にそれらの光学軸が向けられた２７のような複数の領域と、Ｐ偏光を９０°まで回転させるような方向にそれらの光学軸が向けられた複数の領域２８とを有する半波長板を含んでいる。
【００５０】
マルチビューまたはデュアルビューモードの動作モードでは、光源２２が点灯される一方、光源２３が消灯される。偏光子２４からのＰ偏光は、その偏光状態を変化させることなくパターン化移相子２６の複数の領域２７を通過する。ＬＣＤ２の入力偏光子２０の透過軸は、Ｐ偏光を遮断するような方向に向けられている。複数の領域２８からの光を偏光子２０が通すように、複数の領域２８は、Ｐ偏光を９０°まで回転させる。入力偏光子２０と協働するバックライトが互いに平行な複数の発光ストリップとして機能するように、複数の領域２７および複数の領域２８は、複数の垂直なストリップとして構成されている。したがって、上記ディスプレイは、図２および図３に示すデュアルビューディスプレイまたはマルチビューディスプレイとして動作する。
【００５１】
広視野角である単一ビューの動作モードでは、光源２２が消灯され、無偏光の光源２３が点灯される。無偏光は、導光体２５およびパターン化移相子２６を通して伝えられ、複数の領域２７および２８の全体からの光は、実質的に均一な放射をするランバーティアン型のバックライトとして上記バックライトが機能するように、偏光子２０によって通される。ＬＣＤ２は、その最大空間解像度を持つ単一の２Ｄ画像を表示し、この２Ｄ画像は広い可視領域の全体にわたって見ることができる。
【００５２】
好ましい実施形態において、パターン化移相子２６は、パターン化移相子２６の複数の領域２７内では、基準方向（例えば通常の使用時にディスプレイを鉛直面内に配置した状態における鉛直方向）に対して０°の方位を持ち、かつ、パターン化移相子２６の複数の領域２８内の上記基準方向に対して４５°の方位を持つ、空間的に変化する液晶ダイレクタ配向を持つ液晶材料を含んでいる。上記構成のパターン化移相子２６は、半波移相子として機能する。そのようなパターン化移相子は、特許文献５に記載されている。画像形成ディスプレイ（ＬＣＤ２）の背面側偏光子２０は、上記基準方向に対して９０°の角度をなす透過軸方向を有している。デュアルビューまたはマルチビューの動作モードでは、光源２２が点灯され、光源２２は、上記基準方向に対してほぼ０°をなすように偏光子２４によって偏光された光を出力する。光の偏光状態は、パターン化移相子２６によって、０°と９０°との間で空間的に変化する偏光状態に変換される。画像形成ディスプレイ（ＬＣＤ２）の背面側偏光子２０は、これらの成分のうちの１つのみを通過可能にする。それゆえ、このように、有限の水平範囲を持つ垂直開口のアレイが形成されている。
【００５３】
図５は、両方の光源２２、２３に対して用意された１つのバックライト導光体２５を示しているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、バックライト導光体システムは、１つの光源２２とだけ協働する第１の導光体と、第２の光源２３とだけ協働する第２の導光体とからなる、独立した２つの導光体で構成してもよい。
【００５４】
図６に示すマルチビューディスプレイまたはデュアルビューディスプレイは、光源２３がＳ偏光を導光体（lightguide"または"waveguide"）２５内へ放出する点で、図５に示すマルチビューディスプレイまたはデュアルビューディスプレイと異なる。導光体２５は、空間的に変化する屈折率を持つ出力表面３１に対して導光体２５を結合させた出力結合構造３０を有している。ＬＣＤの入力偏光子２０（ＬＣＤにおける入力偏光子２０以外の構成要素は、図６に示さない）は、４５°で、バックライトからのＳ偏光およびＰ偏光に対して４５°の方向に向けられた透過軸を有している。
【００５５】
液晶の出力表面３１は、複数の領域３２を有しており、複数の領域３２は、出力結合構造３０に対して屈折率調整され、かつ、第１の配列方向を有している。また、出力表面３１は、３３のような複数の領域を有しており、出力結合構造３０に対して屈折率調整され、かつ、複数の領域３２の配列方向（第１の配列方向）に直交する配列方向を有している。
【００５６】
デュアルビューまたはマルチビューの動作モードでは、光源２３が点灯される一方、光源２２が消灯される。光源２３からのＳ偏光は、Ｓ偏光について屈折率調整された複数の領域３３によって散乱されず、導光体２５内に導かれる。Ｓ偏光は、Ｓ偏光について屈折率調整されていない複数の領域３２上に入射すると、屈折率調整の欠如のために散乱される。Ｓ偏光の一部は、複数の領域３２によって導光体２５へと後方散乱され、Ｓ偏光の一部は、導光体２５から画像形成ディスプレイ（ＬＣＤ２）へ向かって前方散乱される。すなわち、Ｓ偏光源２３のみが点灯されているときには、Ｓ偏光について屈折率調整されていない複数の領域３２からのみ光放出が生じ、Ｓ偏光について屈折率調整されている複数の領域３３からは光放出が生じない。バックライトがまたもや互いに平行な複数の細長い発光ストリップとして機能するように、複数の領域３２および複数の領域３３は垂直に伸びる互いに平行な複数のストリップとして構成されており、上記ディスプレイは、前述した図２および図３に示すディスプレイと同様に動作する。Ｓ偏光について屈折率調整されていない複数の領域３２は、好ましくは、Ｓ偏光について屈折率調整されている複数の領域３３より狭い。
【００５７】
広視野(wide viewing)である単一ビューの動作モードでは、両方の光源２２および２３は照らされる。光源２３からの光は、前述したように複数の領域３２によって前方散乱され、Ｐ偏光源２２からの光は、その出力表面全体にわたって実質的に均一な光を放射するバックライトを提供するように、複数の領域３３によって前方散乱される（と共にＰ偏光について屈折率調整されている複数の領域３２によって散乱されない）。
【００５８】
偏光子２０は、Ｐ偏光およびＳ偏光を等しく透過するような向きに配置されているように示されている。しかしながら、入力偏光子２０の透過軸の方位を変更することによって、相対輝度を変更できる。そのようなマルチモードディスプレイは、比較的薄くなるように作製することができる。
【００５９】
図７に示すディスプレイは、前述したタイプのＬＣＤ２を備えているが、ＬＣＤ２は、広い間隔の空いた複数の可視領域を持つデュアルビューディスプレイまたはマルチビューディスプレイのために、比較的大きな画像分離を可能にするための非常に薄い基板３６を有している。上記ディスプレイは、標準の、または従来のバックライト３５、例えばその出力表面の広角度にわたって空間的に均一な無偏光を放射するランバーティアン型のバックライトを備えている。液晶デバイス３７は、バックライト３５とＬＣＤ２との間に配置され、スイッチング可能な「シャッタ」として機能する。液晶デバイス３７は、ＴＦＴタイプ（薄膜トランジスタタイプ）の液晶デバイスであってもよく、非ＴＦＴタイプの液晶デバイスであってもよい。
【００６０】
液晶デバイス３７は、互いに平行なストリップ形状の(strip-shaped)複数の領域３８および複数の領域３９を含んでおり、これら複数の領域３８および複数の領域３９は、垂直方向に伸び、かつ、水平方向に交互に並んでいる。液晶デバイス３７は、複数の領域３８が光を透過し複数の領域３９が光を遮断するマルチビューモードと、複数の領域３８および複数の領域３９の全体が光を透過する単一ビューモードとの間で切り替え可能である。それゆえ、これら２つのモードにおける動作は、前述したものと同様になる。
【００６１】
図８は、時間順次に動作することで、第１の画像と第２の画像とが各々、時間フレームの２倍の繰り返し周期で空間インターレースまたは空間多重化されるデュアルビュー表示を実現するディスプレイを示す。ＬＣＤ２は、その表示面にわたって空間多重化構成における２つのビューのための画像を表示するように構成されている。ＬＣＤ２は、カラーフィルタ（ＣＦ）基板５、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板４、液晶（ＬＣ）層６、入力偏光子２０、および出力偏光子２１を含む。ディスプレイは、この実施形態では背面視差バリア型であるが、それに代えて前面視差バリア型ディスプレイとしてもよい。
【００６２】
図８の実施形態において、ＬＣＤ２のカラーフィルタ（ＣＦ）基板は、３００μｍ未満の厚さを持つことが好ましい。ＬＣＤ２のカラーフィルタ（ＣＦ）基板は、特許文献６に開示された新規な画素構成およびカラーフィルタ構成を用いたものであってもよい。図８は、視差バリア１に対してＬＣＤ２のＴＦＴ基板４よりも近い位置にあるＬＣＤ２のＣＦ基板５を示しているが、この位置関係でなくともよく、ＣＦ基板５よりもＬＣＤ２のＴＦＴ基板４の方が視差バリア１に近い位置にあってもよい。ＬＣＤ２のＴＦＴ基板４は、３００μｍ未満の厚さを持つことが好ましい。
【００６３】
上記ディスプレイは、切替可能な視差バリア１を備えている。上記の切替可能な視差バリア１は、パターン化半波移相子２６、切替可能な半波長セル４０、および、半波長セル４０とバックライト１０（例えば従来型のバックライト）との間に配置された偏光子４１を含んでいる。
【００６４】
図９は、図８に示す要素の種々の方位を示す。入力偏光子２０は、その透過軸が基準方向（例えば通常の使用時にディスプレイを鉛直面内に配置した状態における鉛直方向）に対して９０°の方向に向けられた構成である。視差バリア１のパターン化移相子２６形成部分は、複数の垂直のストリップを有する半波長板を含んでおり、これらストリップは、その光軸が異なる方向に向けられ、４２のような複数の遮光領域によって互いに分離されている。４３のような複数の領域は−２２．５°の方向に向けられた光軸を持つ一方、４４のような複数の領域は＋２２．５°の方向に向けられた光軸を持つ。半波長セル４０は、切替可能な半波長板を形成している。上記の切替可能な半波長板は、半波長セル４０を横切る印加電界が存在しないときの＋４５°と半波長セル４０を横切る印加電界が存在するときの−４５°の間で出力偏光方向を切り替えることができる。
【００６５】
バックライト１０からのほぼ無偏光の光は、＋４５°の透過軸を持つ偏光子４１によって偏光される。偏光は、その後、上記の切替可能な半波長板（半波長セル４０）を通る。上記の切替可能な半波長板（半波長セル４０）の一方の状態（例えば作動状態）では、入射光の偏光状態が−４５°の偏光を持つ光に変換される。他方の状態（例えば非作動状態）では、＋４５°の入射光偏光状態が、上記の切替可能な半波長板（半波長セル４０）によって変化されない。
【００６６】
上記の切替可能な半波長板（半波長セル４０）から出た光は、その後、上記の空間的に変化するパターン化移相子２６上に入射する。パターン化移相子２６中のダイレクタの配列方向は、パターン化移相子２６全体にわたって水平方向には変化するが、垂直方向にはほぼ一定である。この例において、ダイレクタは、複数の領域４４では＋２２．５°の方向に配列されており、複数の領域４３では−２２．５°の方向に配列されている。ダイレクタは、画素ピッチとほぼ同一のピッチで、方向が変化する。（実際には、パターン化移相子２６がバックライト１０と画像形成ディスプレイとの間に配置されているときには、ダイレクタは、画素ピッチよりわずかに大きなピッチで、方向が変化するであろう。パターン化移相子２６が画像形成ディスプレイとユーザとの間に配置されている場合、ダイレクタは、画素ピッチよりわずかに小さいピッチで、方向が変化するであろう。当業者に自明なように、ダイレクタは、画素ピッチ（図９に示す）とほぼ等しいピッチで方向が変化する必要はなく、画素ピッチの整数倍とほぼ等しいピッチで方向が変化してもよい。）
パターン化移相子２６は、固定された液晶デバイスの形態であってもよい。複数のストリップ４３および複数のストリップ４４の光軸の方位は、異なる配向方向あるいはラビング方向を持つ１つまたは２つの配向層によって規定されうる。基板５は、比較的薄い厚さ、例えば３００μｍ未満の厚さにすることができる。
【００６７】
前述したように、画像混合は、デュアルビューディスプレイの場合には重大な問題であり、自動車環境のためのデュアルビューディスプレイの場合には特に重大な問題である。パターン化移相子２６は、ダイレクタがほぼ１つの方位である１つの領域と、ダイレクタが別の配列方向である他の領域との間にある垂直な複数の列またはストライプの中に、不透明材料を有していてもよい。上記不透明材料は、画像混合を低減するために使用される。ある場合には、不透明材料を反射材料で置き換えてもよい。この場合の利点は、光を吸収しないが、光を反射し再利用することで全面的なディスプレイ輝度を改善できることである。
【００６８】
図１０は、各々の繰り返し周期が時間フレームの２倍である時間フレーム１および時間フレーム２における、図８および図９に示すディスプレイの動作を示す。図１０の上半分に示す、時間フレームの各対のうちの第１の時間フレーム（時間フレーム１）では、上記の切替可能な半波長板（半波長セル４０）は作動されない。それゆえ、上記の切替可能な半波長板（半波長セル４０）を出た光は、半波長板（半波長セル４０）上に入射した光の偏光状態とほぼ同一の偏光を持っている。これにより、ほぼ＋４５°の偏光を持つ光がパターン化移相子２６上に入射する。上記画像形成ディスプレイの上記入射光、パターン化移相子２６、および上記背面側の偏光子２０は、協働して、有限の水平範囲を持つがほぼ無限の垂直範囲を持つ光分布を形成する。複数のストリップ４３を通った光は、その偏光方向が−９０°に変更され、それゆえ偏光子２０によって透過される。一方、複数の領域４４を通った光は、その偏光方向が０°に変更され、偏光子２０によって遮断される。それゆえ、パターン化移相子２６は、複数の領域４３によって実現された複数のスリットを持つ視差バリアとして機能し、空間多重化された第１および第２の画像と協働することで、それらの画像がそれぞれ第１および第２の可視領域において見えるようにする。上記画像形成ディスプレイは、１つの画素グループ（グループ１）上に１つの画像（画像１）を形成し、別の画素グループ（グループ２）上に別の画像（画像２）を形成する。両方の画素グループが空間多重化される。空間多重化は、交互の(interlacing)パターンが、グループ１のサブ画素ｎの後にグループ２のサブ画素ｎが続き、このグループ２のサブ画素ｎの後にグループ１のサブ画素（ｎ＋１）が続き、・・・などというパターンとなるように、構成できる。それに代えて、１つの特定グループを構成する２つ以上のサブ画素を隣接させてもよい。例えば、交互のパターンが、グループ１のサブ画素１，２，３の後にグループ２のサブ画素１，２，３が続き、このグループ２のサブ画素１，２，３の後にグループ１のサブ画素４，５，６が続き、・・・などというパターンであってもよい。
【００６９】
図１０の時間フレーム１において、グループ１の画素は、左の可視領域（領域１）から観察される。グループ２の画素は、右の可視領域（領域２）から観察される。したがって、領域１の運転手は画像１を見て、領域２の同乗者は画像２を見る。
【００７０】
各対のうちの第２の時間フレーム（時間フレーム２）では、直前の時間フレームで左画像を表示していた画素が右画像を表示する一方、直前の時間フレームで右画像を表示していた画素が左画像を表示する。半波長セル４０には、電圧が印加される。この電圧は、半波長セル４０からパターン化移相子２６まで進む光が−４５°に偏光されるように、偏光子４１によって４５°に偏光された光のための半波長板として半波長セル４０を機能させる。今、複数の領域４３は０°に偏光方向を変化させる一方、複数の領域４４は＋９０°に偏光方向を変化させる。それゆえ、複数の領域４３を通った光は偏光子２０によって遮断される一方、複数の領域４４を通り抜けた光は偏光子２０によって透過される。したがって、パターン化移相子２６は、第２の時間フレームでは透過スリットの位置が異なるように、透過スリットを形成する複数の領域４４を備える視差バリアとして機能する。位置が変えられたスリットは、第１および第２の画像がそれぞれ再び第１および第２の可視領域で見えるように、画素６による左画像および右画像の空間多重化と協働する。
【００７１】
時間フレーム２では、上記の切替可能な半波長板（半波長セル４０）が作動される。また、上記の切替可能な半波長板（半波長セル４０）を出る光の偏光状態は、９０度回転されており、ほぼ−４５°である。これは、有限の水平範囲を持つ光分布パターンをほぼ１つの画素ピッチ（これは図１０に示すケースであるが、光分布パターンの変位が画素ピッチのほぼ整数倍であってもよいことは当業者に自明である）で水平移動させる効果を有している。時間フレーム２では、画像形成ディスプレイは、グループ２の画素上で画像１を表示し、グループ１の画素上で画像２を表示する。この場合、可視領域１はグループ２の画素を見ることができる一方、可視領域２はグループ１の画素を見る。
【００７２】
このようにして、可視領域１内に位置する運転手は常に画像１を見て、可視領域２内の同乗者は常に画像２を見る。しかしながら、光点灯パターンの水平移動およびインターレースのパターン内での切り替えのために、運転手および同乗者は各画像を画像形成ディスプレイの本来の解像度で見ることができる。時間多重化によって各観察者に対して最大解像度画像を生成するこの方法は、１つのフレームが１人の観察者に提供されその次のフレームが別の観察者に提供される時間多重化システムよりも良好な画質（少ないフリッカー）をもたらす。
【００７３】
それゆえ、ＬＣＤ２の全ての画素６が、時間フレームの各対において両方の画像を表示し、第１の画像が第１の可視領域でのみ見え、第２の画像が第２の可視領域でのみ見える。したがって、非時間順次ディスプレイと比較して、各画像の見かけ上の空間解像度が改善され、従来の時間順次ディスプレイと比較して、各々の画像が各時間フレームに表示される。それゆえ、各観察者のための画像の画質が改善される。
【００７４】
図１０において、＋２２．５°および−２２．５°の視差素子（領域４３および４４）は固定されているが、それら視差素子は交互の時間フレームにおいて光を透過させる。したがって、透過スリット（すなわち、光を透過する視差素子）の位置は、上記２セットの素子位置の間で切り替わる。
【００７５】
図８〜図１０において、もし画像１が画像２と同一であれば、各観察者は同一の画像を上記画像形成ディスプレイの基本解像度で見ることになり、このモードは、上記ディスプレイの２Ｄモードとして機能する。
【００７６】
図１１に示す実施形態では、センサが、自動車内に同乗者がいることを検知する。これは、多くの方法で達成できる。自動車内に運転手のみがいる場合、ディスプレイは、自動的に初期状態の２Ｄ最大解像度モードとなる。イグニッションにキーが挿されている場合、エンジンが作動されている場合、あるいは、自動車が移動している場合には、モード１が動作され、それによって、運転手だけが、５０に示すように安全対策情報またはＧＰＳ情報を最大解像度で見ることができる。自動車が静止しているか、イグニションキーが外されている場合、運転手は、５１に示すような他のコンテンツを最大解像度の２Ｄで見ることができる。センサは、同乗者がいる場合、それを検知して、自動的にディスプレイを５２に示すようなデュアルビューモード１へ切り替える。もちろん、その後、同乗者は５３に示すような他のコンテンツ（モード２）を選択できる。自動車が静止状態にある場合、またもや、運転手と同乗者との両方が、５４に示すような種々のコンテンツ（モード３）を体験することができる。現在、多くの自動車には、チャイルドシートが自動車内にあるかを検知するためのセンサが装備されている。
【００７７】
それに加えて、あるいはそれに代えて、自動車には、子供の同乗者（チャイルドシートのない）が自動車内にいるかを検知するセンサを装備されている場合がある。この場合、デュアルビューモードが、またもや自動的に起動されるが、初期状態は子供の同乗者に対して適切なコンテンツを表示することである。適切なコンテンツだけを子供の同乗者に対して表示することを可能にするフィルタを設けてもよい。しかしながら、子供の同乗者に対して表示すべき適切なコンテンツに加えて、あるいはそのコンテンツに代えて、子供の同乗者のためのメニューは、初期状態で自動的に最もよく使用されているコンテンツ選択（例えば、ＤＶＤ、オンラインゲーム、または教育ウェブページ）となるようにしてもよい。
【００７８】
この実施形態のさらなる変形例は、デュアルビューディスプレイと車内カメラシステムとを組み合わせるものである。撮像システムは、例えば、運転手のまばたき頻度または注視方向を監視し、運転手があまりにも眠くなっていて車を安全運転できないと判断される場合に乗員に警告を出すことによって、安全機能を提供するための自動車環境内でのより一般的な部分となっている。同様の撮像システムは、セキュリティ機能としても提案されている。例えば、撮像された運転手の画像について顔認識ソフトウェアが起動され、撮像された画像を、メモリに格納された、車の運転手として許可された人に対応する画像と比較する。この種の画像処理システムは、同乗者がいることを検知するために使用できるであろう。この場合、同乗者がいると判別されれば、上記ディスプレイはデュアルビューモードに切り替わるだろう。しかしながら、同乗者のためのコンテンツ選択は、初期状態で、その同乗者によって最も一般的に使用されているものになるであろう。例えば、同乗者１がＤＶＤコンテンツを最も頻繁に見る一方、同乗者２がインターネットをより頻繁な基準で使用することがある。上記撮像システムは、同乗者がいることを識別するだけでなく、同乗者１および同乗者２の何れが存在するかをも識別して、同乗者１および同乗者２の通常の初期状態、例えば同乗者１のためのＤＶＤメニューおよび同乗者２のためのウェブ・ブラウザとすることもできるであろう。
【００７９】
図１２は、本発明に係るさらに他のディスプレイを示す。図１２のディスプレイは、構成要素の順序が異なる点を除いて図８のディスプレイと概ね同様である。図１２のディスプレイでは、パターン化移相子２６が画像表示デバイス２とユーザとの間に配置されている。
【００８０】
図８、図９、図１０、および図１２の実施形態において、構成要素の正確な方位は前述した通りでなくともよく、当業者にとって自明な変形例の方位であってもよい。
【００８１】
図１３および図１４は、本発明に係るさらに他のディスプレイを示す。この実施形態は、またもや図８の実施形態と概ね同様である。しかし、この場合、切替可能な半波長板は、入射偏光に対して、３つの効果、（１）効果なし、（２）入射光の偏光面を＋Ｘoまで回転させる効果、および（３）入射光の偏光面を−Ｘoまで回転させる効果を持ちうる。好ましい実施形態では、図１４に示すように、状態（１）は、印加電圧を無しとすることで得られ、状態（２）は、偏光の＋４５°の回転を実現し、状態（３）は、偏光の−４５°の回転を実現する。状態（２）および（３）は、半波長板に適切な電圧を印加することによって得られる。
【００８２】
図１４のパターン化移相子２６は、複数のストリップ４３および複数のストリップ４４の光軸が基準方向に対して０°および４５°の角度で配列されている点を除いて、図９のパターン化移相子２６と概ね同様である。
【００８３】
図１４では、理解できるように、切替可能な半波長板４０が入射偏光に対して効果がないように設定されたときには、（図１０を参照して説明した時間多重化２Ｄモードではなく）真の２Ｄモードの表示が得られる。これは、画像形成ディスプレイの最大基本解像度を取り戻すために、時間多重化が使用されないという利点を有する。したがって、画像ちらつき（フリッカー）の低減によって画質が改善される。
【００８４】
図１４において、最大解像度のデュアルビューモードが、偏光の−４５°の回転を与える電圧のモード（３）と、偏光の＋４５°の回転を与える電圧のモード（２）との間で半波長板４０を時間的に切り替えることによって得られる。このデュアルビューモードの性能は、図１０のディスプレイのデュアルビューモードとほぼ同一である。
【００８５】
図１３および図１４のディスプレイでは、（切替可能な半波長板４０およびパターン化移相子２６によって構成された）視差バリア１を画像表示デバイス２と観察者との間に配置してもよい。
【００８６】
図１５は、本発明のさらなるディスプレイを示す。この実施形態の効果は、図９および図１０に示すディスプレイの効果とほぼ同一である。図１５中の構成要素は、図１５のパターン化移相子２６が図９のパターン化移相子２６に概ね対応する点を除いては、図５に開示した構成要素と極めて類似している。
【００８７】
空間的に変化するパターン化移相子２６は、偏光保持バックライト導光体２５に隣接して配置されている。この場合、バックライト導光体２５は、その出力偏光状態が異なる２つの独立した光源２２，２３からの光を結合できる。図１５において、上記の異なる出力偏光状態は、各光源２２，２３の前に配置された偏光子２４，２４’によって与えられるが、原理的には偏光を放射する光源を使用できるであろう。光源２２，２３は、例えばＬＥＤとすることができる。第１の光源２２に関係する偏光子２４は、第２の光源２３に関係する偏光子２４’の透過軸に対して、０でない角度、好ましくは９０°の角度に配置された透過軸を有している。
【００８８】
時間フレーム１では、第１の光源２２（ＬＥＤ１）が点灯され、他方の光源２３（ＬＥＤ２）が作動（点灯）されない。第１の光源２２（ＬＥＤ１）からの光は、パターン化移相子２６を通る。パターン化移相子２６は、画像表示デバイス２の背面側偏光子２０上に入射する光に対して、空間に変化する位相分布を与える。画像表示デバイス２の背面側偏光子２０は、（この例では）基準方向（例えば、ディスプレイが、通常動作中であり、かつ、垂直方向に配置されたときにおける、垂直方向）に対して＋４５度に偏光された光をほぼ完全に透過する。これは、垂直範囲はほぼ無限であるが、水平範囲は制限された範囲、あるいは有限である、空間的に変化する光強度分布を生成する。
【００８９】
第２の光源２３（ＬＥＤ２）が点灯され、第１の光源２２（ＬＥＤ１）が非作動（消灯状態）にされているときには、またもや有限の水平範囲を持つ空間的に変化する光強度分布が生成されるが、その光強度分布は、第１の光源２２（ＬＥＤ１）が点灯され、第２の光源２３（ＬＥＤ２）が非作動（消灯状態）にされている場合と比較して、水平移動する。第２の光源２３（ＬＥＤ２）が点灯されているときには、前述したように、画像形成ディスプレイ上の画像の空間多重化が、効果的に場所替え(swap)される。このようにして、時間多重化のために、デュアルビューディスプレイの各観察者が、最大有効解像度を持つ別個の画像を見ることになる。
【００９０】
デュアルビューの動作モードでは、その後、２つの別個の画像が空間多重化によって画像形成ディスプレイ上に表示される。最大解像度のデュアルビューモードは、第１および第２の光源の点灯を時間多重化することによって、また、画像形成ディスプレイ上の画像の空間インターレースを時間多重化することによって達成できる。ディスプレイの２Ｄ表示モードへ切り替えるために、ＬＥＤ１およびＬＥＤ２の時間多重化点灯または時間多重化作動が再び実行されるが、この時、ディスプレイの各観察者には全体として同一の画像が得られる。
【００９１】
図１６ａは、本願の実施形態に係るさらなるディスプレイを示す。図１６ａのディスプレイは、図１６ａのディスプレイが第２のバックライト導光体２５’を備える点以外は、概ね図１５のディスプレイに対応している。第２のバックライト導光体２５’は、第３の光源’２２から光を受光するものであり、例えばＬＥＤとすることができる。第３の光源’２２は、無偏光を供給する。第３の光源（ＬＥＤ３）２２’が点灯され、第１の光源２２および第２の光源２３が点灯されていないときには、時間多重化なしにディスプレイの最大解像度２Ｄモードを得ることができる。時間多重化による最大解像度のデュアルビューモードは、図１５について述べたのと同様に、第１の光源２２（ＬＥＤ１）および第２の光源２３（ＬＥＤ２）の点灯を時間多重化することによって達成できる。時間多重化による最大解像度のデュアルビューモードでは、第３の光源（ＬＥＤ３）は非作動とされるであろう。
【００９２】
図１６ｂは、第３の光源（ＬＥＤ３）２２’および第２の導光体２５’が省略され、２Ｄモードが、単に第１の光源２２（ＬＥＤ１）および第２の光源２３（ＬＥＤ２）の両方を同時に点灯することによって達成される、より簡素な実施形態を示す。（図１６ｂのディスプレイは、図１５のディスプレイと同じ構成要素を含んでいるが、それら構成要素の動作は図１５のディスプレイとは異なる。）
図１７は、本発明の他の実施形態に係るディスプレイを示す。上記ディスプレイは、画像表示デバイス２を有している。画像表示デバイス２は、例えば偏光子２０，２１の間に配置された液晶画素６を有する液晶画像表示デバイス２とすることができる。画像表示デバイス２は、バックライト６０によって照射される。バックライト６０は、独立して制御可能な複数の発光領域６１〜６３を有している。それらの発光領域６１〜６３は、好ましくは、紙面内へ伸びるストライプの形態を有している。この実施形態では、点灯される複数の領域（ストライプ）６１〜６３の位置あるいは水平範囲を変化させることができ、これにより、時間多重化を用いない従来の２Ｄ状態と、時間多重化を用いる最大解像度デュアルビューモードとを切り替えることが可能となる。
【００９３】
図１７のバックライト６０は、複数の領域６１〜６３が複数の光放出領域であるような光放出バックライトとすることができる。例として、バックライト６０は、カーボンナノチューブ・バックライト（例えば非特許文献２を参照）とすることができる。あるいは、それに代えて、バックライト６０は、パターン化電極構造を持つ有機ＬＥＤバックライトであってもよく、複数の領域６１〜６３を分離する適切なリブ構造を持つＰＬＡＮＯＮ（登録商標）ＣＣＦＬ（冷陰極蛍光灯）であってもよい。
【００９４】
図１７において、最大解像度２Ｄモードは、バックライト中の複数の領域６１〜６３を全てほぼ同時に点灯することによって達成される。単一の画像が画像表示デバイス２に表示され、ディスプレイは従来の２Ｄディスプレイとして動作する。デュアルビューモードまたはマルチビューモードが必要とされるときには、時間フレームの２倍の繰り返し周期を持つ時間フレーム１中には、複数の領域６１だけが作動（点灯）され、その後、上記繰り返し周期を持つ第２の時間フレーム中には、複数の領域６３だけが作動（点灯）される。第１および第２画像は、画像表示デバイス２上に、空間多重化方式で表示される。さらに、前述した構成と同様にして、複数のバックライト領域の時間多重化と共に空間多重化された画像の注意深い制御または同期化を行うことで、完全なフレーム順次の時間多重化システムと比較してちらつき（フリッカー）を低減できるので、向上された画質を持つ最大解像度のデュアルビュー表示モードまたはマルチビュー表示モードが得られるであろう。時間多重化の場合には「有効な視差バリア(effective parallax barrier)」中の暗垂直線の空間周波数が向上するので、時間多重化のデュアルビューモードの画質は、低下した解像度を持つ固定または静止のデュアルビューディスプレイと比較して向上する。複数の領域６１〜６３からのピッチは、画像形成ディスプレイのサブ画素ピッチ１つ、あるいはそのサブ画素ピッチの整数倍とほぼ等しくなっているべきである。しかしながら、当業者にとって自明なように、実際には、「有効な視差バリア」は画像形成ディスプレイよりもユーザから遠いため、ピッチ６１〜６３は、サブ画素ピッチ１つまたはサブ画素ピッチの整数倍よりも僅かに大きい。
【００９５】
図１８は、本発明に係るさらなるディスプレイを示す。上記ディスプレイは、画像表示デバイス２を有している。画像表示デバイス２は、例えば偏光子２０，２１の間に配置された液晶画素６を有する液晶画像表示デバイス２とすることができる。画像表示デバイス２は、バックライト６０によって照射される。バックライト６０は、独立して制御可能な複数の発光領域６１〜６３を有している。それら複数の発光領域６１〜６３は、好ましくは、紙面内へ伸びるストライプの形態を有している。
【００９６】
画像表示デバイス２は、カラー画像を表示することができ、少なくとも２色の画素を含む。バックライト６０の複数の領域６１〜６３は各々、それぞれの波長範囲の光を発する。画像表示デバイス２は、好ましくはフルカラーディスプレイであり、バックライト６０の複数の領域６１〜６３は、好ましくは、赤色光、青色光、および緑色光を発する。個々の領域からの発光スペクトル幅が狭いことが理想的である。
【００９７】
図１８のバックライト６０は、複数の領域６１〜６３が複数の光放出領域であるような光放出バックライトとすることができる。例として、バックライト６０は、各パターンが赤色光、青色光、または緑色光の何れか１つを理想的に発するような空間的にパターン化された燐光体ストライプを備えるカーボンナノチューブ・バックライトとすることができる。それに代えて、バックライト６０は、各材料が赤色光、青色光、または緑色光の何れか１つを理想的に発するようなパターン化材料構造を備える有機ＬＥＤバックライトであってもよく、パターン化カラー燐光体ストライプを備えるＰＬＡＮＯＮ（登録商標）ＣＣＦＬ（冷陰極蛍光灯）であってもよく、従来のＣＣＦＬバックライトまたは白色ＬＥＤバックライトに対してストライプ形状の色選択手段をバックライト導光体の放射面上に設けたものであってもよい。
【００９８】
図１８において、カーボンナノチューブ・バックライト（バックライト６０）を構成する複数の出力発光燐光体は、複数のストライプ中に配列されている。これらストライプは、紙面内へ伸びており、したがってディスプレイがその通常の方位で使用されている場合における垂直方向へ伸びるストライプとなっている。上記出力発光蛍光体のストライプは、バックライト６０の複数の照射領域６１〜６３を形成する。バックライト６０の各領域６１〜６３の幅は、画像表示デバイス２の画素ピッチの２倍にほぼ等しい。
【００９９】
画像表示デバイス２の透過カラーフィルタ７１〜７３は、３つの分離した通過帯域を持っている。１つの通過帯域は緑色光用であり、１つの通過帯域は赤色光用であり、１つの通過帯域は青色光用である。液晶画像形成デバイス（画像表示デバイス２）上の赤、緑、または青のカラーフィルタ７１〜７３のスペクトル通過帯域は、バックライト６０上の発光ストライプのスペクトル特性の１つに対応するのが、理想的である。
【０１００】
それゆえ、図１８では、バックライト６０上のストライプ６１が赤色光のみを発することを示している。したがって、この赤色光は、画像表示デバイス２のタイプ７１のカラーフィルタのみを通過できる。同様に、バックライト６０上のストライプ６２は、青色光のみを発し、この青色光は、液晶画像形成ディスプレイ上のタイプ７２のカラーフィルタのみによって透過される。同様に、バックライト６０上のストライプ６３は、緑色光のみを発し、この緑色光は、液晶画像形成ディスプレイ（画像表示デバイス２）上のタイプ７３のカラーフィルタのみによって透過される。したがって、可視領域が所望の場所に形成されることを確実にするために、図１８中のバックライト６０は、画像表示デバイス２に対して注意深く位置合わせされなければならない。空間光変調器（画像表示デバイス２）およびバックライトは、ディスプレイの所定軸に沿ったバックライト６０の１つの領域から出力された光が空間光変調器（画像表示デバイス２）におけるその光を透過する領域上に入射せず、また、これによって所定軸の片側に可視窓が形成されるように、構成されている。
【０１０１】
上記所定軸は、図１８に示すように、ディスプレイの法線軸とすることができる。バックライト６０の光放出領域のまっすぐ前方に配置されたカラーフィルタが、バックライト６０のその光放出領域からの光を透過しないことが、図１８から分かるであろう。それゆえ、緑のカラーフィルタ７２および青のカラーフィルタ７３は、バックライトの赤色光放出領域６１の前に配置される。したがって、バックライト６０からの光は、ディスプレイの法線軸に沿って透過されず、該法線軸の片側に配置された可視領域へ導かれ、それによりデュアルビュー表示モードまたはマルチビュー表示モードを提供する。
【０１０２】
図１８の構成は、画像間の暗い中央ウィンドウおよび画像混合が非常に低いレベルに低減されたデュアルビューディスプレイをもたらすことができる。さらに、それは、一方の観察者に対して優れた頭位置の自由度を与えることができる。
【０１０３】
図１８の実施形態は、隣接した可視領域間のクロストークが少なくとも理論上は無くなるという長所を持つようには意図されたものである。これは、バックライト６０の各色成分発光ストリップの幅を、同一の色成分を変調する画素列の隣接する対同士のギャップより狭い幅または該ギャップと等しい幅とすることによって達成される。もしこのギャップよりバックライトストリップの幅が大きければ、異なるビューの空間インターレースストリップを表示する画素列の対は、ディスプレイの前にある重なり合った可視領域の対の中で混合された光を変調することになるであろう。したがって、オーバーラップする領域の観察者は両方の画像あるいは視界を見ることになるであろう。幅の制約は、これを防止するためのものである。
【０１０４】
図１９は、非特許文献１に開示された従来の「両面」ＬＣＤの動作をまとめたものである。この両面ＬＣＤは、全域透過モードまたは全域反射モードのいずれかで動作することができる。上記ＬＣＤは、第１の偏光子６５と第２の偏光子６６との間に配置された液晶層６４を含んでいる。上記ＬＣＤは、ＬＥＤ６８あるいは他の光源から光を受光するように構成された導光体６７をさらに有している。上記ＬＣＤは、液晶層６４と第１および第２の偏光子の１つとの間に配置された反射偏光子６９をさらに備えている。ノーマリーホワイトモードでは、ディスプレイは、バックライトとして機能するＬＥＤ６８および導光体６７によって、透過動作する。ノーマリーブラックモードでは、ディスプレイは、フロントライトとして機能するＬＥＤ６８および導光体６７によって、反射モードで動作する。
【０１０５】
図２０は、図１９の従来の「両面」ディスプレイの変更であるディスプレイを示す。図２０のディスプレイは、最大解像度の２Ｄ状態と、低い解像度の固定または静止のデュアルビューモードとを機械的に切り替え可能である。
【０１０６】
図２０では、図１９の両面ＬＣＤに対して反射視差バリア７０が追加されている。この視差バリアは、照明光源６８に最も近い表面７０ａ上で反射（拡散反射で）する一方、上記視差バリアにおける照明光源６８からさらに遠い表面７０ｂは不透明であることが、理想的である。これは、単に、照明光源６８からさらに遠い表面上において、反射視差バリアを吸収材料（例えば、感光性ポリマーをドープした染料）で覆うことによって達成できる。
【０１０７】
上記ディスプレイが、上記ディスプレイにおける光源６８と同じ側の観察者７４によって見られる場合、２Ｄモードが得られる。２Ｄの動作モードでは、ＬＥＤおよび導光体がフロントライトとして機能する。光源６８からの光は、導光体６７によってディスプレイ全域に導かれ、反射視差バリア７０または反射偏光子６９の何れかによって観察者７４へと反射される。
【０１０８】
上記ディスプレイが、上記ディスプレイにおける光源６８と反対側の観察者７４’によって見られる場合、視差バリア７０は、従来の前面側視差バリアとして機能し、デュアルビューモードが得られる。したがって、図２０のディスプレイは、ディスプレイをその法線軸を中心として（あるいは水平軸を中心として；この場合、一方のモードで観察者に見える表示が他方のモードでその観察者に見える表示とは反転されるので、これを考慮して画像表示層（液晶層）６４のアドレッシング（駆動）を行う必要があるであろう）約１８０°回転させることにより、２Ｄ（反射）表示モードとデュアルビュー（透過）表示モードとを機械的に切り替えることができる。
【０１０９】
図２０のディスプレイは、構成要素が図２０に示す特定の順序で配置されたものに限定されるものではなく、当業者にとって自明な他の順序に構成要素を配置したものであってもよい。
【０１１０】
自動車の環境では、図２０の中の表示装置は、自動車内に運転手だけがいるときに２Ｄモードでのみ動作してもよい。このようにして、運転手は、安全対策情報またはＧＰＳ情報を最大解像度で取得できる。当然、非安全対策または非ＧＰＳのコンテンツは、運転手にはまだ利用可能にならないであろう。同乗者がいるときには、ディスプレイは、２Ｄモードまたはデュアルビューモードの何れかで動作することができる。２Ｄモードでは、またもや安全対策コンテンツまたはＧＰＳコンテンツだけが利用可能であろう。しかしながら、もし同乗者が他のコンテンツ（ＤＶＤやインターネットなど）を見たければ、ディスプレイは１８０度回転されて透過モードで動作しなければならないであろう。このモードでは、またもやデュアルビューが可能であり、同乗者は非安全対策コンテンツを見ることができる一方、運転手は前記モードと同様に安全対策情報またはＧＰＳ情報にアクセスすることができる。
【０１１１】
図２１は、本発明に係るさらなるディスプレイを示す。上記ディスプレイは、画像表示デバイス２を有している。画像表示デバイス２は、例えば偏光子２０，２１の間に配置された液晶画素６を有する液晶画像表示デバイス２とすることができる。画像表示デバイス２は、バックライト７５によって照射される。
【０１１２】
バックライト７５は、バックライト導光体２５を有している。バックライト導光体２５は、互いに異なるスペクトル領域の光を発する独立して制御可能な２つの光源２２，２３から光を受光するように構成されている。第１の光源２２は、理想的には、４１０ｎｍ未満を中心とする狭いスペクトル内で光を発するものであり、例えばこの波長範囲内で発光するＬＥＤとすることができる。第２の光源２３は、理想的には、可視光スペクトル領域内の広い帯域の光を発するものであり、好ましくは、４１０ｎｍ未満の波長または６７０ｎｍを越える波長の何れかの波長での発光が僅かであるものである。第２の光源２３は、またもや１つ以上のＬＥＤを含むものとすることができる。
【０１１３】
図２１の中のバックライト導光体２５は、材料の３つのストライプ群の繰り返しパターンを有している。上記繰り返しパターンは、好ましくは、導光体の光放出側に配置されている。上記ストライプ群は、図２１の紙面内（すなわち、ディスプレイがその通常の方位で使用されている場合における垂直方向）には、無限の範囲を有しているが、水平方向には有限の範囲を有している。第１のストライプ群７６の各々は、ＵＶおよび可視光の両方を吸収または反射する。第２のストライプ群７７の各々は、可視光を透過し、ＵＶ光を理想的に反射または吸収する。第３のストライプ群７８の各々は、ＵＶに対しては透明であり、可視光を反射または吸収する。第３のストライプ群７８の各々の上面には、ＵＶによって発光される発光（蛍光または燐光の何れか）材料（好ましくは、４１０ｎｍ未満の波長を持つ光によって発光されるもの）である第４の材料（領域）７９が、配置されている。
【０１１４】
図２２（ａ）〜図２２（ｃ）は、最大解像度２Ｄモードおよびデュアルビューモードがどのようにして実現できるのかをより詳細に説明するものである。図２２（ａ）では、２Ｄモードは、両方の光源２２，２３を同時に点灯することによって時間多重化なしに達成される。デュアルビューモードは、またもや、幾つかの前出の実施形態と同様に、図２２（ｂ）に示すように１つの時間フレーム中でのみ１つの光源を点灯し、図２２（ｃ）に示すように第２の時間フレーム中でのみ第２の光源を点灯することによって達成される。図２２（ｂ）中の時間フレーム１では、ＵＶによって発光される発光材料からなる複数の領域７９は、第１の光源２２からのＵＶ光で照射され、それゆえ可視光を発する。しかしながら、第２のストライプ群７７は、第１の光源２２によって照射された光を吸収または反射するので、光を発しない。図２２（ｃ）中の時間フレーム２では、ＵＶによって発光される発光材料からなる複数の領域７９は、第１の光源２２からのＵＶ光で照射されず、それゆえ可視光を発しない。しかしながら、第２のストライプ群７７は、第２の光源２３によって放出された光は透過するので、光を発する。したがって、光源の点灯を交互に行うこと（および、これと共に画像インターレースパターンおよび画像位置の正確な調整を行うこと）によって、最大解像度のデュアルビューモードを実現することができる。
【０１１５】
図２２（ｂ）中の時間フレーム１と図２２（ｃ）中の時間フレーム２との間で光照明の色バランスが異なっていることがあるため、各時間フレームの画像間での色差がユーザによってほとんど認識されないように、画像形成ディスプレイに表示された画像に色補償を加えてもよい。
【０１１６】
図２３は、本発明のさらなるディスプレイを示す。画像表示デバイス２は、第１の偏光子２０と第２の偏光子２１との間に配置されたＬＣ層を有するＬＣＤ画像表示デバイスとすることができる。画像表示デバイス２は、バックライトによって照射される。上記バックライトは、光源２２、例えばＬＥＤ光源と、上記光源からの光を受光するように構成されたバックライト導光体２５とを含んでいる。上記バックライトは、上記画像表示デバイスにおけるユーザとは反対側に配置されている。
【０１１７】
視差バリア８０が、バックライト導光体２５と画像表示デバイス２との間に配置されている。視差バリア８０の複数の透過開口８１間にある複数の領域８２は、好ましくは、反射材料を含む。しかしながら、複数の領域８２は、それに代えて光吸収材料を含んでいてもよい。視差バリア８０の複数の透過開口８１は、好ましくは、図２３の紙面内へ伸びており、したがってディスプレイがその通常の方位で使用されている場合における垂直方向のスリットの形態である。視差バリア８０と画像表示デバイス２との間には、電気的に切替可能な散乱材料８３、例えば高分子分散型液晶などが配置されている。散乱材料８３は、ほぼ完全に透過する低散乱状態と、それほど透過しない高散乱状態とを電気的に切り替えることができる。
【０１１８】
図２３のディスプレイの２Ｄ動作モードは、散乱状態にある切替可能な散乱材料８３を有している。散乱材料８３は、バックライトが垂直方向および水平方向の両方でほぼ無限の範囲を持つ、という効果をもたらす。デュアルビューの動作モードは、ほぼ完全に透過する状態と低散乱状態とを切替可能な素子を有している。この場合、光が散乱材料８３を通して透過され、デュアルビューモードが生じるような、前記視差バリア構造が維持されている。
【０１１９】
図２４は、本発明のさらなる実施形態に係るディスプレイを示す。このディスプレイは、画像表示デバイス２、例えば、第１の偏光子（入力偏光子）２０と第２の偏光子（出力偏光子）２１との間に配置された液晶層を有するＬＣ画像表示デバイスを有している。画像表示デバイス２は、光源２２およびバックライト導光体２５によって照射される。
【０１２０】
画像表示デバイス２を出た光は、画像表示デバイス２の出口偏光子（出力偏光子）２１によって偏光される。上記の光が、この実施形態の中では基準方向（例えば通常の使用時にディスプレイを鉛直面内に配置した状態における鉛直方向）に対して＋４５°の角度に偏光される。この光は、その後、偏光感応性(polarization sensitive)レンズ構造８４に入射する。偏光感応性レンズ構造８４は、水平方向に動作するレンズ機能を持つレンチキュラーレンズを形成している。これらのレンズ構造は、表面起伏を持つ基板と、液晶などのような複屈折材料とを含んでいる。第１の基板は材料１から形成されており、上記基準方向に対して第１の角度（この例では９０度）に偏光された光について屈折率調整されている。第２のレンズ基板は材料２から形成されており、基準方向に対して第２の角度（この例では０°）に偏光された光について屈折率調整されている。この例は、両方の基板が異なる材料から形成された構成であるが、本発明は、この構成に限定されるものではない。例えば、基板は同一であるが、表面形状レンズを形成するのに用いる材料を異なる材料である構成にしてもよいことは、当業者に明らかである。上記レンズ構造は、図２の視差バリア構造と同様にして、画像形成ＬＣＤの画素を可視領域内へ結像させる。
【０１２１】
切替可能な半波長板８５が、偏光感応性レンズ構造８４の背面側に設けられている。切替可能な半波長板８５および最終の出口偏光子８６は、協働して、第１および第２の表面形状レンズの何れが画像形成ディスプレイ（画像表示デバイス２）からの光を結像するかを選択する。表面形状レンズ構造は、レンズ直径のほぼ半分だけ互いにオフセット（ずらし）されており、レンズ直径は、画像形成デバイス（画像表示デバイス２）上の画素ピッチにほぼ等しい。上記の切替可能な半波長板は、上記基準方向に沿って偏光された光、および上記基準方向に対して直交する方向に偏光された光の何れが、ディスプレイの出口偏光子８６によって透過されるかを選択する。画像形成デバイス（画像表示デバイス２）上のインターレースパターンおよび画像を半波長板のスイッチングと同期させることで、最大解像度デュアルビューモードまたは２Ｄモードを時間多重化によって達成できる。
【０１２２】
図２４の実施形態は、表面起伏レンズに基づいているが、本発明はこの形状に限定されるものではない。上記実施形態は、切替可能な半波長板によって切り替えることができる任意の偏光レンズ構造の対を用いて実施することができる。
【０１２３】
本発明について、デュアルビュー表示モードまたはマルチビュー表示モードを１つの動作モードとして有しているディスプレイを特に参照して説明した。しかしながら、本発明は、そのようなディスプレイに限定されるものではなく、例えば（自動）立体視３Ｄ表示モードを含むマルチビュー方向性ディスプレイモードを動作モードの１つとして持つ任意のディスプレイに適用できる。
【０１２４】
サブ画素をグループ分けすることによって画像間の半角（図３を参照）を拡大することができる。しかしながら、これは、しばしば、特許文献６に記載されているように、色異常のために観察者の頭の位置の自由度を低下させる。特許文献６には、この問題を軽減するカラーフィルタ・パターンが記載されている。
【０１２５】
特許文献６の１つの態様は、第１のピッチ１つの間隔を空けて配置された複数の視差素子を含む光学視差素子と、ｎ個（ｎは１より大きい整数）のビューを見るためのｎ個の主要な可視窓を生成するための視点補正を与える第２のピッチで配置された複数の画素列（複数の画素からなる列）を含む空間光変調器とを備え、各可視窓において各視差素子を通してｗ個（ｗは１より大きい整数）の画素列が見え、各画素列を構成する画素が同一の色であり、上記複数の画素列が、異なるｘ個（ｘは２より大きい整数）の色であり、かつ、同じ部分配列の繰返しのグループを含む色の配列として構成されているマルチビューディスプレイにおいて、各グループがｚ個（ｚはｘより大きいかｘと等しい整数）の画素列で構成されるｙ個（ｙは１より大きい整数）のサブグループを含み、各サブグループがｘ個の色すべての画素列を含み、上記配列の最小繰り返しピッチがｙ＊ｚ個の画素列に等しいことを特徴とするマルチビューディスプレイを提供する。
【０１２６】
上記空間光変調器は、複数のストライプが上記複数の画素列に沿って整列されたスイライプ形状のカラーフィルタ構成を含んでいてもよい。
【０１２７】
上記色の数ｘは、３に等しくてもよい。上記３つの色は、原色であってもよい。上記原色は、赤、緑、および青であってもよい。
【０１２８】
各サブグループの画素列の数ｚは、ｘと等しくてもよい。
【０１２９】
各可視窓において見える画素列の数ｗは、２に等しくてもよい。各グループ中におけるサブグループの数ｙは、３に等しくてもよい。各部分配列は、赤、緑、青、緑、青、赤、青、赤、緑であってもよい。
【０１３０】
各可視窓において見える画素列の数ｗは、３に等しくてもよい。各グループ中のサブグループの数ｙは、６に等しくてもよい。各部分配列は、赤、緑、青、赤、緑、青、緑、青、赤、緑、青、赤、青、赤、緑、青、赤、緑であってもよい。
【０１３１】
特許文献６の第２の態様は、複数の視差素子を含む光学視差素子と、視差バリアと協働してｎ個（ｎは１より大きい整数）のビューを見るためのｎ個の主要な視差補正された可視窓を生成する複数の行および複数の列として構成された複数の画素を含む空間光変調器とを備え、単一列の複数の画素それぞれが各可視窓において各視差バリアを通して見え、上記複数の画素が、カラー画像要素それぞれを表示するための複合色グループとして構成され、各グループが、同一の画素内に互いに隣接して配置された、異なるｘ個（ｘは２より大きい整数）の色を持つｚ個（ｚはｘより大きいかｘと等しい整数）の画素を含み、各ビューのための各色の画素は、水平方向にほぼ均等な間隔を空けて、かつ、垂直方向にほぼ均等な間隔を空けて配置されているマルチビューディスプレイにおいて、列方向における各グループの画素の色の順序が、列方向における同一の行内における隣接したグループ各々の画素の色の順序と異なることを特徴とするマルチビューディスプレイを提供する。
【０１３２】
各色の画素群は、上記空間光変調器上に、水平方向にほぼ均等な間隔を空けて、かつ、垂直方向にほぼ均等な間隔を空けて配置されていてもよい。
【０１３３】
上記画素群は、各行が、各隣接行に対して行方向に、０より大きくｚより小さい数の画素の分だけオフセットされているｘ個の異なる色を持つｚ個の画素の繰り返しセットとして、行方向に配列されていてもよい。上記隣接行間のオフセットは、同一の大きさを有していてもよい。上記隣接行間のオフセットは、同一の方向を有していてもよい。
【０１３４】
異なる色の数ｘは、３であってもよい。上記３つの色は、原色であってもよい。上記原色は、赤、緑、および青であってもよい。
【０１３５】
各グループ中の画素数ｚは、ｘと等しくてもよい。
【０１３６】
特許文献６の第３の態様は、複数の視差素子を含む光学視差素子と、視差バリアと協働してｎ個（ｎは１より大きい整数）のビューを見るためのｎ個の主要な視差補正された可視窓を生成する複数の行および複数の列として構成された複数の画素を含む空間光変調器とを備え、各行内のｗ個（ｗは１より大きい整数）の画素が各可視窓において各視差バリアを通して見えるマルチビューディスプレイにおいて、上記複数の行が複数のグループとして構成され、上記複数の視差バリアが複数の行として構成され、視差バリアの各行が画素の行のグループのそれぞれに沿って配列され、上記画素は、異なる色の画素のセットを含み、この異なる色の画素のセットは、各可視窓で視差バリアの行の各々を構成する各視差バリアを通して見える画素色の配列が、隣接する視差バリアまたはその各々の中で最も近い視差バリアまたはその各々を通して見える画素色の配列と異なるように構成されていることを特徴とするマルチビューディスプレイを提供する。
【０１３７】
上記複数の視差素子は、行方向に配列されていてもよい。上記複数の視差素子は、列方向に連続していてもよい。上記画素群は、行方向に沿った繰り返し色配列とグループの隣接対の各々を構成する画素の行とが互いに、行方向に、少なくとも１画素ピッチで上記繰り返し色配列の最小繰り返しピッチだけオフセットされるように構成されていてもよい。
【０１３８】
各色の画素群は、複数の列として配列されていてもよい。行の隣接対の各々を構成する視差素子は、互いに行方向にオフセットされていてよい。
【０１３９】
上記オフセットは、同一の大きさであってもよい。
【０１４０】
上記オフセットは、同一の方向であってもよい。
【０１４１】
画素の列のグループあるいは視差素子の列は、セットのオフセットが同一方向であり、かつ、セットの隣接対同士のオフセットが逆方向であるようなセットとして構成されていてもよい。
【０１４２】
行のグループの各々は、単一の列を含んでいてもよい。
【０１４３】
行のグループの各々は、複数の列を含んでいてもよい。行のグループの各々は、個の行を含んでいてもよく、上記ディスプレイは縦長方位と横長方位との間で回転可能であってもよく、上記視差素子は２次元の視差を与えるように構成されていてもよい。上記オフセットは、視点補正を与えるために列のピッチの２倍と異なっていてもよい。各行の画素は、互いに列のピッチだけ分離されている、ｎ＊ｗ画素からなる、複数のグループとして構成されていてもよい。
【０１４４】
数ｗは２に等しくてもよく、また、画素色の異なる配列は異なる組み合わせを含んでいてもよい。
【０１４５】
数ｗは３に等しくてもよく、また、画素色の異なる配列は異なる順列（permutations）を含んでいてもよい。
【０１４６】
上記光学視差素子は、視差バリアであってもよい。
【０１４７】
上記空間光変調器は、光減衰変調器であってもよい。上記空間光変調器は、透過型であってもよい。上記空間光変調器は、液晶デバイスであってもよい。
【０１４８】
上記可視窓の数ｎは、２に等しくてもよい。
【０１４９】
上記画素のセットは、３つの色の画素のセットであってもよい。上記３つの色は、原色であってもよい。
上記原色は、赤、緑、および青であってもよい。
【０１５０】
特許文献６の何れの態様に係るカラーフィルタ・パターンも、本願に記載の実施形態の何れに対しても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】図１は、デュアルビューディスプレイの応用を示す。
【図２】図２は、公知のタイプのデュアルビューディスプレイを示す図である。
【図３】図３は、公知のタイプのデュアルビューディスプレイの概略横断面図である。
【図４】図４は、他の公知のタイプのマルチビューディスプレイである時間順次タイプのマルチビューディスプレイを示す。
【図５】図５は、本発明の一実施形態を構成するマルチビューディスプレイを示す図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態を構成する他のマルチビューディスプレイを示す図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態を構成するさらに他のマルチビューディスプレイを示す図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態を構成する他のマルチビューディスプレイを示す図である。
【図９】図９は、図８のディスプレイの動作を示す図である。
【図１０】図１０は、図８のディスプレイの動作を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の他の実施形態を構成するディスプレイの動作を示す。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態を構成する他のマルチビューディスプレイを示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態を構成する他のマルチビューディスプレイを示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の一実施形態を構成する他のマルチビューディスプレイを示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施形態を構成する他のマルチビューディスプレイを示す図である。
【図１６ａ】図１６ａは、本発明の一実施形態を構成する他のマルチビューディスプレイを示す図である。
【図１６ｂ】図１６ｂは、本発明の一実施形態を構成する他のマルチビューディスプレイを示す図である。
【図１７】図１７は、本発明の一実施形態を構成する他のマルチビューディスプレイを示す図である。
【図１８】図１８は、本発明の一実施形態を構成する他のマルチビューディスプレイを示す図である。
【図１９】図１９は、他の公知のディスプレイを示す図である。
【図２０】図２０は、本発明の一実施形態を構成する他のマルチビューディスプレイを示す図である。
【図２１】図２１は、本発明の一実施形態を構成する他のマルチビューディスプレイを示す図である。
【図２２】図２２（ａ）〜図２２（ｃ）は、図２１のディスプレイの動作を示す。
【図２３】図２３は、本発明の一実施形態を構成する他のマルチビューディスプレイを示す図である。
【図２４】図２４は、本発明の一実施形態を構成する他のマルチビューディスプレイを示す図である。
【符号の説明】
【０１５２】
２  ＬＣＤ（空間光変調器）
２２  光源（バックライトの一部）
２３  光源（バックライトの一部）
２４  偏光子（バックライトの一部）
２５  導光体（バックライトの一部）
２６  パターン化移相子（バックライトの一部）
２７  領域（バックライトの一部）
２８  領域（バックライトの一部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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